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Glühlampe.
Es sind Lampen gewöhnlicher Form bekannt, bei denen ein Teil der Glasbirne verspiegelt ist, damit der von der Lampe ausgesandte Lichtflux sich nicht nach allen Richtungen ausbreite.
Vorliegende Erfindung hat eine Lampe zum Gegenstand, deren Lichtquelle in einer Birne angeordnet ist. von der ein Teil durchsichtig und ein anderer verspiegelt ist, und welche dadurch gekennzeichnet ist, dass der verspiegelte Teil die Form eines Teiles eines Rotationsellipsoides besitzt.
Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes und je eine leicht abgeänderte Form. Fig. l betrifft das erste, Fig. 2 und 3 betreffen das zweite Ausführungsbeispiel.
Die Birne 1 zeigt einen verspiegelten und einen durchsichtigen Teil 2 bzw. 3. Der verspiegelte Teil hat die Form eines Rotationsellipsoides, dessen Brennpunkte mit 4 und 5 bezeichnet sind. Der durchsichtige Teil 3 ist sphärisch, und der Mittelpunkt der Kugel fällt vorzugsweise mit dem Brennpunkt J zusammen, so dass die durch Reflexion am Ellipsoid auf diesen Brennpunkt konzentrierten Strahlen ohne Aberration die Lampe verlassen können.
Der den Brennpunkt 4 umgebende Kreis stellt die eigentliche Lichtquelle dar oder genauer eine Kugel, innerhalb welcher die Lichtstrahlen einer in der Nähe des Brennpunktes 4 gelegenen Lichtquelle entspringen können. Die Strahlen a, welche mit den Radien des Ellipsoides zusammenfallen, konzentrieren sich im Brennpunkt 5 und verlassen die Lampe durch den durchsichtigen Teil. Die Strahlen b, welche ganz nahe der Kugelfläche entspringen und diese tangential verlassen, berühren eine konzentrisch zum Brennpunkt 5 gelegene Kugel. Der Radius dieser letztern ist grösser als derjenige der ersten für die Strahlen, welche von dem Teil des Ellipsoides reflektiert werden, der von der Mittelebene senkrecht zur Längsachse aus auf der Seite des Brennpunktes 4 liegt.
Bei der in Fig. 1. rechts dalgestellten, leicht abgeänderten Form gehört der elliptische Teil 2a der Birne 1 a einem Ellipsoid an, das länglicher ist als im ersten Fall, was erlaubt, dass Strahlen der Lichtquelle den Reflektor jenseits der weiter oben bezeichneten Mittelebene treffen. Diese Strahlen erreichen einen Abstand vom Brennpunkt 5 Cl, der kleiner ist als der Radius des Kreises 4 a ; im Gegensatz dazu stehen Strahlen, die schon vor der Mittelebene auf den Reflektor auftreffen, um so mehr vom Brennpunkt 5 a ab, je stärker das Ellipsoid verlängert ist.
Alle Strahlen, welche beim Brennpunkt 5 oder 5 a vorbeigehen, können als von einer scheinbaren Lichtquelle ausgehend aufgefasst werden, deren Mitte im Brennpunkt liegt und deren Eigenschaften von denjenigen der wirklichen Quelle verschieden sein können.
Fig. 2 und 3 zeigen, dass der eine Brennpunkt des Ellipsoides ausserhalb der Birne liegen kann.
In Fig. 2 hat der elliptische Teil 2 b der Birne 1 b die- Brennpunkte 4 bund 6. Damit der Brennpunkt 6 ausserhalb zu liegen kommt, springt der durchsichtige Teil. 3 b der Birne nach innen. Seine Krümmung ist vorzugsweise sphärisch, so dass die Strahlen a ohne Ablenkung durchfallen. Eine undurchsichtige, z. B. geschwärzte Zone kann den durchsichtigen Teil vom verspiegelten trennen.
In Fig. 3 sind die Brennpunkte des verspiegelten Teiles 2 c einer Birne 1 c mit 4 c und 6 a bezeichnet.
Man sieht, dass der Brennpunkt 6 a sich ausserhalb der Birne befinden kann, obwohl das Ende. 3 c dieser letzteren von gewöhnlicher Form, also nicht einspringend ist, dank dem Umstand, dass das Ellipsoid stark in die Länge gezogen ist, d. h. einen Brennpunktabstand besitzt, der nahezu gleich seiner grossen Achse ist. Der durchsichtige Teil der Birne kann etwas abgeflacht und mehr oder weniger konvex sein, z. B. auch sphärisch, ohne dass deshalb der Brennpunkt 6 a innerhalb liegen müsste und obwohl der räum-
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liehe Winkel des von der Lichtquelle ausgesandten und vom Ellipsoid reflektierten Lichtes beträcht- lich ist.
Ein diesen beiden Formen gemeinsamer Vorteil besteht darin, dass man den Lichtflux der Quelle unter wohlbestimmten Bedingungen benutzt, ein weiterer darin, dass die scheinbare Lichtquelle, welche man erhält, Eigenschaften zeigt, die in vielen Beziehungen günstiger sind als die einer wirklichen Quelle, was die Abtönung ihrer Helligkeit vom einen Rand zum andern betrifft. In der Tat kann die Helligkeit vom Rande gegen das Zentrum hin zunehmen.
Der Umstand, dass die Quelle nicht materiell ist, erlaubt, einen Schirm derart aufzustellen, dass sein Rand den Brennpunkt 5 oder 6 enthält, so dass er alle Strahlen aufhält, welche auf einer bestimmten
Seite des Brennpunktes hindurchgehen. Diese Massnahme wird bei blendungsfreien Fahrzeugschein- werfern angewendet. Hier kann sie trotz der Verwendung der Birne als Spiegel dennoch leicht verwirk- licht werden, wenn der zweite Brennpunkt wie in Fig. 2 und 3 ausserhalb der Birne liegt.
Die zweite Ausführungsform zeigt noch weitere vorteilhafte Besonderheiten. Da sich die Strahlen nahe dem Brennpunkt 6 oder 6 a stark konzentrieren, empfängt ein dort hingebrachter Körper sehr viele Wärmestrahlen. Die Lampe kann daher als Zündvorrichtung dienen und Zündhölzchen oder ein
Feuerzeug ersetzen.
Die Lampe mit aussenliegendem Brennpunkt kann weiter mit Vorteil zu dekorativen Beleuchtung- zwecken verwendet werden ; denn sie kann gänzlich hinter einer Oberfläche verborgen werden, z. B. in einer Zimmerdecke, so dass nur die scheinbare Lichtquelle sichtbar ist. Hiefür kann die Birne in einer die Anschlussfassung bergenden Schutzhülse angeordnet sein.
Im Falle der ausserhalb der Birne liegenden scheinbaren Lichtquelle kann man auch einen glän- zenden Körper, z. B. aus Metall, anordnen, der je nach der beabsichtigten Wirkung verschiedene Formen besitzen kann. Dieser Körper kann z. B. parabolisch mit innen-oder aussenliegendem Brennpunkt geformt und allein sichtbar sein. Er kann von nur einem Teil der Strahlen getroffen werden. Er kann aus einer kleinen Scheibe aus Metall oder aus hellem oder mattem Glas bestehen, die um eine Achse drehbar ist, um den Hauptanteil des Lichtes nach einer gewünschten Richtung zu senden. Dieser Körper kann durch seine eigene Farbe das Licht färben, das er spiegelt oder diffus ausstrahlt. Wenn er mehrere
Flächen von verschiedener Farbe hat, so kann man die Farbe der Beleuchtung durch Wechseln seiner
Stellung ändern.
Durch Reflexion auf blankem Metall oder durch Diffusion würde man eine Farbe von blasserer Tönung erhalten ; lebhaftere Farbe kann man durch einen gefärbten und verspiegelten Glas- körper erzielen.
Endlich kann die Lampe mit aussenliegendem Brennpunkt in all den Fällen verwendet werden, wo man einen Kondensator oder ein Projektionsobjektiv verwendet, indem sie einen grossen Teil des ausgestrahlten Lichtes auszunutzen erlaubt und dieses letztere auf einen Brennpunkt konzentriert.
In diesem Falle kann der von dem in die Lampe hineinragenden und nicht als elliptischer Reflektor aus- bildbaren Schaft herrührende Schattenkegel durch verschiedene Mittel unterdrückt werden ; z. B. durch eine passende Formgebung für den Glühfaden oder durch die Stellung bezüglich des ersten Brennpunktes. oder durch Anbringen einer konvergenten Linse, die in dem genannten Schattenkegel vorn an der Glüh- birne derart angeordnet ist, dass ihre Ränder die Begrenzungsfläche dieses Kegels berühren und sie direkt von der Lichtquelle ein Lichtbündel erhält, das sie auf den äusseren Brennpunkt des Ellipsoides kon- zentriert.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Glühlampen, deren Kolben teilweise die Gestalt eines Rotationsellipsoides besitzen, in dessen einem Brennpunkt sich die Lichtquelle befindet, dadurch gekennzeichnet, dass der andere Brennpunkt des Ellipsoides ausserhalb des in bekannter Weise teilweise verspiegelten Kolbens liegt.
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Lightbulb.
Lamps of the usual shape are known in which part of the glass bulb is mirrored so that the light flux emitted by the lamp does not spread in all directions.
The present invention relates to a lamp, the light source of which is arranged in a bulb. One part of which is transparent and another is mirrored, and which is characterized in that the mirrored part has the shape of part of an ellipsoid of revolution.
The drawing shows two exemplary embodiments of the subject matter of the invention and each a slightly modified form. Fig. 1 relates to the first, Figs. 2 and 3 relate to the second embodiment.
The pear 1 shows a mirrored and a transparent part 2 and 3, respectively. The mirrored part has the shape of an ellipsoid of revolution, the focal points of which are denoted by 4 and 5. The transparent part 3 is spherical and the center of the sphere preferably coincides with the focal point J, so that the rays concentrated on this focal point by reflection at the ellipsoid can leave the lamp without aberration.
The circle surrounding the focal point 4 represents the actual light source or, more precisely, a sphere within which the light rays from a light source located in the vicinity of the focal point 4 can arise. The rays a, which coincide with the radii of the ellipsoid, concentrate at the focal point 5 and leave the lamp through the transparent part. The rays b, which arise very close to the spherical surface and leave it tangentially, touch a sphere located concentrically to the focal point 5. The radius of the latter is greater than that of the first for the rays which are reflected by that part of the ellipsoid which lies on the side of the focal point 4 from the median plane perpendicular to the longitudinal axis.
In the form shown on the right in Fig. 1, slightly modified, the elliptical part 2a of the bulb 1a belongs to an ellipsoid that is more elongated than in the first case, which allows rays of the light source to hit the reflector beyond the central plane referred to above . These rays reach a distance from the focal point 5 Cl, which is smaller than the radius of the circle 4 a; In contrast to this, rays which hit the reflector before the center plane stand more from the focal point 5 a, the more the ellipsoid is elongated.
All rays which pass at the focal point 5 or 5 a can be understood as starting from an apparent light source, the center of which lies in the focal point and whose properties can be different from those of the real source.
FIGS. 2 and 3 show that the one focal point of the ellipsoid can be outside the bulb.
In Fig. 2, the elliptical part 2 b of the pear 1 b has the focal points 4 and 6. So that the focal point 6 comes to lie outside, the transparent part jumps. 3b of the pear inside. Its curvature is preferably spherical so that the rays a pass through without being deflected. An opaque, e.g. B. blackened zone can separate the transparent part from the mirrored part.
In Fig. 3, the focal points of the mirrored part 2 c of a pear 1 c are denoted by 4 c and 6 a.
It can be seen that the focal point 6 a can be outside the bulb, although the end. 3c of the latter is of an ordinary shape, that is, not re-entrant, thanks to the fact that the ellipsoid is greatly elongated, i.e. H. has a focal distance which is almost equal to its major axis. The transparent part of the pear can be somewhat flattened and more or less convex, e.g. B. also spherical, without the focal point 6 a therefore having to be within and although the spatial
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The angle of the light emitted by the light source and reflected by the ellipsoid is considerable.
A common advantage of these two forms is that one uses the light flux of the source under well-defined conditions, another is that the apparent light source which one receives shows properties which are in many respects more favorable than those of a real source, which is the Shading of their brightness from one edge to the other. Indeed, the brightness can increase from the edge towards the center.
The fact that the source is immaterial makes it possible to set up a screen in such a way that its edge contains the focal point 5 or 6, so that it stops all rays that hit a given one
Go through the side of the focal point. This measure is used for glare-free vehicle headlights. In spite of the use of the bulb as a mirror, it can nevertheless easily be realized here if the second focal point is outside the bulb as in FIGS. 2 and 3.
The second embodiment shows further advantageous features. Since the rays are strongly concentrated near the focal point 6 or 6 a, a body brought there receives very many heat rays. The lamp can therefore serve as an igniter and match or a match
Replace lighter.
The lamp with an external focal point can also be used with advantage for decorative lighting purposes; because it can be completely hidden behind a surface, e.g. B. in a ceiling so that only the apparent light source is visible. For this purpose, the bulb can be arranged in a protective sleeve containing the connection socket.
In the case of the apparent light source lying outside the bulb, a shiny body, e.g. B. made of metal, which can have different shapes depending on the intended effect. This body can e.g. B. parabolically shaped with an inner or outer focal point and only visible. It can only be hit by part of the rays. It can consist of a small disc made of metal or of light or matt glass, which can be rotated around an axis in order to send most of the light in a desired direction. This body can color the light that it reflects or diffusely emits through its own color. If he has several
Has surfaces of different colors so one can change the color of the lighting by changing its
Change position.
By reflection on bare metal or by diffusion a color of a paler hue would be obtained; A livelier color can be achieved with a colored and mirrored glass body.
Finally, the lamp with an external focus can be used in all those cases where a condenser or a projection lens is used, allowing a large part of the light emitted to be exploited and concentrating the latter on one focus.
In this case, the shadow cone resulting from the shaft which protrudes into the lamp and cannot be designed as an elliptical reflector can be suppressed by various means; z. B. by a suitable shape for the filament or by the position with respect to the first focal point. or by attaching a convergent lens, which is arranged in the said shadow cone at the front of the light bulb in such a way that its edges touch the boundary surface of this cone and it receives a light beam directly from the light source, which it converges on the outer focal point of the ellipsoid centered.
PATENT CLAIMS:
1. Incandescent lamps, the bulbs of which have the shape of an ellipsoid of revolution, in whose one focal point the light source is located, characterized in that the other focal point of the ellipsoid is outside the bulb, which is partially mirrored in a known manner.